Zastosowanie materiałów MXENE w elastycznym magazynie energii i urządzeniach

Wraz ze wzrostem popytu na produkty elektroniczne do noszenia, elastyczne urządzenia do magazynowania energii zostały szybko rozwinięte. MXENES jest uważany za obiecującą elastyczną elektrodę ze względu na ultra wysoką pojemność objętościową, przewodność metalu, doskonałą hydrofilowość i bogatą chemię powierzchni. Czyste MXENE, kompozyty węgla Mxene, kompozyty tlenku metalu MXENE i kompozyty polimerowe MXENE mają zastosowania w elastycznych urządzeniach elektronicznych, takich jak czujniki, nanogeneratory i ekranowanie interferencji elektromagnetycznej. Ponadto zastosowanie materiałów MXENES w elastycznych urządzeniach wpływa na naprężenie, odkształcenie, przewodność, pojemność i inne właściwości, aby pomóc badaczom w utrzymaniu równowagi między właściwościami mechanicznymi i elektrochemicznymi przy projektowaniu elastycznych urządzeń.

01 Elastyczny superkapacitor

Oczekuje się, że elastyczne superkapacytory (SCS) osiągną wyższą gęstość energii na jednostkę objętości w porównaniu z tradycyjnymi bateriami materiałów na bazie węgla. Po pierwsze, materiał MXENE wykazuje wyjątkowo wysoką gęstość energii objętościowej ze względu na wysoką gęstość energii i dużą pseudokapacytancję Faradaya (pochodzącą z bogatej chemii powierzchni), ponadto Mxene może również działać jako kolekcjoner płynu z powodu przewodnictwa metalu. Oczekuje się, że elastyczna elektroda złożona z płynnego kolektora i aktywnego materiału zostanie zbudowany całkowicie na płaskim arkuszu Mxene w celu dalszego zwiększenia gęstości energii objętościowej elastycznego SCS do elektronów odpornych na zużycie zasilania. W przypadku elastycznych kompozytów opartych na MXENE kompozyty składające się głównie z nanomateriałów MXENE i węgla, obejmujące głównie zmniejszoną tlenek grafenu (RGO) i nanorurki węglowe (CNT) itp., Aby przygotować elastyczne elektrody z cienkimi warstwami. Ta strategia skutecznie zapobiega reakumulacji arkuszy MXENE i znacznie poprawia elastyczność. Polimery są kolejnym obiecującym dodatkiem, który można połączyć z Mxenami, aby znacznie poprawić właściwości mechaniczne materiałów, zwłaszcza polimery przewodzące, które mogą zoptymalizować wytrzymałość mechaniczną bez poświęcania przewodności elektrycznej. Ponadto tlenki metali o wysokiej pseudokapacytancji Faradaya mogą być również stosowane do wiązania z MXENE dla wyższych właściwości elektrochemicznych. Te nanokompozytowe metody ułatwiają przygotowanie elastycznych SCS opartych na MXENE, które mają doskonałą elastyczność, wysoką pojemność specyficzną i doskonałe właściwości mechaniczne do elektroniki do noszenia.